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それは何ですか:熱の動き?それはどのような概念に関連していますか?

物理的な世界の出来事は、密接に関連しています温度の変化。氷が冷たくて沸騰したお湯が燃えることに気づいた幼い頃、誰もが彼女のことを知るようになります。同時に、温度変化のプロセスはすぐには起こらないという理解が得られます。その後、学校で、生徒は熱の動きに関連するものを学びます。そして、温度に関連するプロセス、物理学のセクション全体が割り当てられます。

熱の動きは

温度とは何ですか?

この科学的概念は、通常のものを置き換えるために導入されました条項。暑い、寒い、暖かいなどの言葉は日常生活に絶えず現れます。彼らは皆、体温の程度について話します。これは、物理学で定義されている方法ですが、スカラー量であることが追加されています。結局のところ、温度には方向がなく、数値だけです。

国際単位系(SI)では、温度摂氏(ºС)で測定されます。しかし、熱現象を説明する多くの公式では、それをケルビン(K)に変換する必要があります。このための簡単な式があります:T = t +273。その中で、Tはケルビン単位の温度であり、tは摂氏単位です。ケルビンスケールは、絶対零度の概念に関連付けられています。

さらにいくつかの温度尺度があります。たとえば、ヨーロッパやアメリカでは、華氏(F)が使用されます。したがって、摂氏で書き留めることができる必要があります。これを行うには、Fの読み取り値から32を減算し、それを1.8で除算する必要があります。

熱運動

家庭実験

その説明では、温度、熱運動などの概念を知る必要があります。そして、この実験は簡単に実行できます。

彼のためにあなたは3つの容器を取る必要があるでしょう。彼らはあなたの手に簡単にフィットするのに十分な大きさでなければなりません。それらを異なる温度の水で満たします。最初は、とても寒いはずです。第二に-ウォームアップ。手を握ることができる3番目のものに熱湯を注ぎます。

今、体験そのもの。左手を冷たい水の容器に浸し、右手を最も熱いものに浸します。数分待ちます。それらを取り出し、すぐに温水の容器に浸します。

結果は予想外になります。左手は水が温かい感じ、右手は冷たい水の感覚を感じます。これは、手が最初に浸された液体で熱平衡が最初に確立されるという事実によるものです。そして、このバランスは劇的に乱されます。

分子運動論の基本原理

それはすべての熱現象を説明します。そして、これらのステートメントは非常に単純です。したがって、熱運動について話すときは、これらの規定を知る必要があります。

最初:物質は、互いにある程度の距離を置いて配置された最小の粒子によって形成されます。さらに、これらの粒子は分子と原子の両方である可能性があります。そしてそれらの間の距離は粒子サイズより何倍も大きいです。

第二に、すべての物質において、分子の熱運動が観察され、それは決して止まることはありません。この場合、パーティクルはランダムに(無秩序に)移動します。

第三に、粒子は互いに相互作用します。この作用は、引力と斥力によるものです。それらの値は、粒子間の距離に依存します。

分子の熱運動

ICBの最初の規定の確認

物体が粒子でできていることの証明、その間にギャップがあり、それらの熱膨張が役立ちます。そのため、体が加熱されると、そのサイズが大きくなります。これは、粒子が互いに除去されるために発生します。

上記の別の確認は拡散。つまり、ある物質の分子が別の物質の粒子の間に浸透することです。さらに、この動きは相互であることが判明しました。拡散は、分子が離れるほど速く進行します。したがって、気体では、相互浸透は液体よりもはるかに速く発生します。そして固体では、拡散には何年もかかります。

ちなみに、後者のプロセスも熱運動を説明しています。結局のところ、物質同士の相互浸透は、外部からの干渉なしに起こります。しかし、それは体を加熱することによって加速することができます。

ICBの2番目の規定の確認

あるという明確な証拠熱運動は粒子のブラウン運動です。浮遊粒子、つまり物質の分子よりもかなり大きい粒子について考慮されます。これらの粒子は、ほこりや穀物の斑点である可能性があります。そして、それらは水またはガスに入れられることになっています。

加重の不規則な動きの理由分子があらゆる側面からそれに作用するという事実の粒子。彼らの行動は不安定です。各瞬間の影響の大きさは異なります。したがって、結果として生じる力は、いずれかの方向に向けられます。

分子の熱運動の速度について話す場合、その特別な名前があります-二乗平均平方根。次の式を使用して計算できます。

v =√[(3kT)/ m0]。

その中で、Tはケルビン単位の温度です。0 は1分子の質量、kはボルツマン定数(k = 1.38 * 10-23 J / K)。

熱運動温度

ICBの3番目の規定の確認

粒子は引き付けて反発します。熱運動に関連するプロセスの多くを説明する上で、この知識は重要であることがわかります。

結局のところ、相互作用の力は集合体に依存します物質の状態。したがって、粒子があまりにも除去されてその効果が現れないため、ガスには実際にはそれらがありません。液体および固体では、それらは知覚可能であり、物質の体積の保存を確実にします。後者では、それらはまた形を保つことを保証します。

引力の存在の証明と反発は、物体の変形中の弾性力の出現です。したがって、伸長すると、分子間の引力が増加し、圧縮すると、反発力が増加します。しかし、どちらの場合も、体を元の形に戻します。

熱エネルギー

熱運動の平均エネルギー

これは、MKTの基本方程式から記述できます。

(pV)/ N =(2E)/ 3。

この式で、pは圧力、Vは体積、Nは分子数、Eは平均運動エネルギーです。

一方、この方程式は次のように書くことができます。

(pV)/ N = kT。

それらを組み合わせると、次の等式が得られます。

(2E)/ 3 = kT。

それから、分子の平均運動エネルギーについて次の式に従います。

E =(3kT)/ 2。

このことから、エネルギーはに比例していることがわかります。物質の温度。つまり、後者が上昇すると、粒子はより速く移動します。これが熱運動の本質であり、絶対零度以外の温度がある限り存在します。